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公开(公告)号：CN107829134B
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN201711171129.9
申请日：2017-11-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种无需籽晶粘接技术的氮化铝单晶生长装置及工艺，涉及半导体制造技术。生长装置包括：加热系统、红外测温系统、籽晶、生长坩埚、坩埚隔板和双层嵌套式坩埚；加热系统置于最外侧；坩埚底部与顶部具有温度差；坩埚置于保温材料内；在坩埚的底部放置籽晶；双层嵌套式坩埚竖直放置在坩埚隔板的上侧，包括内层坩埚和外层坩埚；内外层坩埚的壁的高度保持相同；内外层坩埚的侧壁之间填充高纯氮化铝粉。本发明可减小氮化铝单晶杂质元素的掺入，提高其晶体质量，增加单晶可用面积，同时简单易用，有利于实现低成本的氮化铝单晶的制备，能够避免使用粘接籽晶技术从而影响氮化铝单晶生长。
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公开(公告)号：CN104637788A
公开(公告)日：2015-05-20
申请号：CN201510050075.5
申请日：2015-01-30
Applicant: 北京大学
CPC classification number: H01L21/02 , H01L21/0254 , H01L21/027 , H01L29/06
Abstract: 本发明公开了一种III族氮化物微观图形结构的选区生长方法及结构。本发明采用了碳纳米管阵列作为微米/纳米复合尺寸掩膜，既有捆簇内纳米级生长窗口，也有捆簇间微米级生长窗口，二者相间排列，利用微米级生长窗口和纳米级生长窗口内III族氮化物的生长速率的显著差异，可以在上述微米/纳米复合尺寸掩膜上制得两种形状相同而尺寸不同的微观图形结构相间排列的III族氮化物双尺寸微观图形结构。本发明采用碳纳米管掩膜，可充分发挥纳米异质外延的优点，提高微观图形结构材料的晶体质量、减少残余应力；由于碳纳米管具有热导率高、电导率高等特点，有利于后续制得的微电子、光电子器件的散热及电学性质的提升。
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公开(公告)号：CN105609598B
公开(公告)日：2017-11-07
申请号：CN201511005017.7
申请日：2015-12-29
Applicant: 北京大学
IPC: H01L33/00
Abstract: 本发明公开了一种带空腔的III‑V族氮化物复合衬底的制备方法。本发明在衬底上预生长III‑V族氮化物薄膜层，采用刻蚀的方法形成沟道，再以填充介质填充，然后生长III‑V族氮化物厚膜层覆盖整个表面，最后采用腐蚀溶液去除填充介质，从而在原来被填充介质占据的位置留下空腔，形成带空腔的III‑V族氮化物复合衬底；本发明制备的空腔尺寸具有可控性，以实现根据不同的需要设计出空腔结构的目的；空腔在后续生长过程中充当应力释放层，同时晶体在生长过程中需跨过填充介质通过侧向外延而合并，这种规则可控空腔的设计不仅助于释放应力，同时也极大的降低了晶体的位错密度，可以较为容易的获取低应力、低缺陷密度的高质量III‑V族氮化物薄膜。
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公开(公告)号：CN105551939A
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201511005652.5
申请日：2015-12-29
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02 , H01L21/033
CPC classification number: H01L21/0254 , H01L21/0262 , H01L21/02631 , H01L21/033
Abstract: 本发明公开了带空腔的III-V族氮化物复合衬底的自组装制备方法。本发明在衬底上预生长III-V族氮化物薄膜层并蒸镀金属，利用自组装的方法形成图形化结构，并采用刻蚀的方法形成沟道，再以填充介质填充，然后生长III-V族氮化物厚膜层覆盖整个表面，最后采用腐蚀溶液去除填充介质，从而在原来被填充介质占据的位置留下空腔，形成带空腔的III-V族氮化物复合衬底；本发明具有可控性，以实现根据不同的需要设计出空腔结构的目的；空腔在后续生长过程中充当应力释放层，同时晶体在生长过程中需跨过填充介质通过侧向外延而合并，不仅助于释放应力，同时也极大的降低了晶体的位错密度，可以较为容易的获取低应力、低缺陷密度的高质量III-V族氮化物薄膜。
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公开(公告)号：CN107829134A
公开(公告)日：2018-03-23
申请号：CN201711171129.9
申请日：2017-11-22
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种无需籽晶粘接技术的氮化铝单晶生长装置及工艺，涉及半导体制造技术。生长装置包括：加热系统、红外测温系统、籽晶、生长坩埚、坩埚隔板和双层嵌套式坩埚；加热系统置于最外侧；坩埚底部与顶部具有温度差；坩埚置于保温材料内；在坩埚的底部放置籽晶；双层嵌套式坩埚竖直放置在坩埚隔板的上侧，包括内层坩埚和外层坩埚；内外层坩埚的壁的高度保持相同；内外层坩埚的侧壁之间填充高纯氮化铝粉。本发明可减小氮化铝单晶杂质元素的掺入，提高其晶体质量，增加单晶可用面积，同时简单易用，有利于实现低成本的氮化铝单晶的制备，能够避免使用粘接籽晶技术从而影响氮化铝单晶生长。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105551939B
公开(公告)日：2018-02-13
申请号：CN201511005652.5
申请日：2015-12-29
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/02 , H01L21/033
Abstract: 本发明公开了带空腔的III‑V族氮化物复合衬底的自组装制备方法。本发明在衬底上预生长III‑V族氮化物薄膜层并蒸镀金属，利用自组装的方法形成图形化结构，并采用刻蚀的方法形成沟道，再以填充介质填充，然后生长III‑V族氮化物厚膜层覆盖整个表面，最后采用腐蚀溶液去除填充介质，从而在原来被填充介质占据的位置留下空腔，形成带空腔的III‑V族氮化物复合衬底；本发明具有可控性，以实现根据不同的需要设计出空腔结构的目的；空腔在后续生长过程中充当应力释放层，同时晶体在生长过程中需跨过填充介质通过侧向外延而合并，不仅助于释放应力，同时也极大的降低了晶体的位错密度，可以较为容易的获取低应力、低缺陷密度的高质量III‑V族氮化物薄膜。
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公开(公告)号：CN105845798A
公开(公告)日：2016-08-10
申请号：CN201510023297.8
申请日：2015-01-16
Applicant: 北京大学 , 北京燕园中镓半导体工程研发中心有限公司
Abstract: 本发明公布一种无翘曲Ⅲ族氮化物复合衬底的制备方法和衬底放置装置，将双面抛光的衬底直立于衬底放置装置置于反应室内，双面同时外延生长Ⅲ族氮化物薄膜或微结构形成缓冲层，再双面同时生长厚膜Ⅲ族氮化物，并保证蓝宝石Al面一侧外延厚度稍大于O面一侧外延层厚度。衬底放置装置为多片式石墨架，包括基底、孔洞、滚轮和卡槽，实现衬底旋转，保证生长膜厚的均一性。本发明抑制了翘曲并改善了晶体质量，获得的复合衬底可作为Ⅲ族氮化物准同质外延衬底，用于制备相关光电子器件。本方法充分利用反应室空间、降低生产成本、工艺简单易控，且可选不同衬底、运用多种设备生长多种厚膜Ⅲ族氮化物衬底。
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公开(公告)号：CN106298443B
公开(公告)日：2019-07-19
申请号：CN201510294085.3
申请日：2015-06-02
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公布了一种GaN衬底的制备方法，属于光电子器件的制备领域。本发明在铺设有碳纳米管的蓝宝石衬底上外延生长GaN、InGaN、AlGaN、AlN或InN薄膜或纳米柱构成过渡层，碳纳米管铺设范围需超过衬底边缘200um‑1mm，随后将复合衬底置于激光下辐照，超过衬底边缘的碳纳米管有助于碳纳米管或GaN在激光辐照下可以从边缘向中间逐渐分解并生成气体放出，在碳纳米管的占据位留下孔洞(直径为200‑800nm)，最后再生长厚膜GaN，获得厚膜GaN衬底或经过去除衬底工艺或自分离工艺得到自支撑GaN衬底。本发明制备方法简单、工艺条件易控制、价格低廉、便于大规模批量生产，可以选择不同的衬底，还可支持多种衬底分离技术。
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公开(公告)号：CN105845798B
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201510023297.8
申请日：2015-01-16
Applicant: 北京大学 , 北京燕园中镓半导体工程研发中心有限公司
Abstract: 本发明公布一种无翘曲Ⅲ族氮化物复合衬底的制备方法和衬底放置装置，将双面抛光的衬底直立于衬底放置装置置于反应室内，双面同时外延生长Ⅲ族氮化物薄膜或微结构形成缓冲层，再双面同时生长厚膜Ⅲ族氮化物，并保证蓝宝石Al面一侧外延厚度稍大于O面一侧外延层厚度。衬底放置装置为多片式石墨架，包括基底、孔洞、滚轮和卡槽，实现衬底旋转，保证生长膜厚的均一性。本发明抑制了翘曲并改善了晶体质量，获得的复合衬底可作为Ⅲ族氮化物准同质外延衬底，用于制备相关光电子器件。本方法充分利用反应室空间、降低生产成本、工艺简单易控，且可选不同衬底、运用多种设备生长多种厚膜Ⅲ族氮化物衬底。
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公开(公告)号：CN106298443A
公开(公告)日：2017-01-04
申请号：CN201510294085.3
申请日：2015-06-02
Applicant: 北京大学
CPC classification number: H01L21/02 , H01L21/20 , H01L21/205 , H01L33/00 , H01L33/32
Abstract: 本发明公布了一种GaN衬底的制备方法，属于光电子器件的制备领域。本发明在铺设有碳纳米管的蓝宝石衬底上外延生长GaN、InGaN、AlGaN、AlN或InN薄膜或纳米柱构成过渡层，碳纳米管铺设范围需超过衬底边缘200um-1mm，随后将复合衬底置于激光下辐照，超过衬底边缘的碳纳米管有助于碳纳米管或GaN在激光辐照下可以从边缘向中间逐渐分解并生成气体放出，在碳纳米管的占据位留下孔洞(直径为200-800nm)，最后再生长厚膜GaN，获得厚膜GaN衬底或经过去除衬底工艺或自分离工艺得到自支撑GaN衬底。本发明制备方法简单、工艺条件易控制、价格低廉、便于大规模批量生产，可以选择不同的衬底，还可支持多种衬底分离技术。
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